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Die
Erfindung betrifft eine Trockengruppe zum Trocknen einer Materialbahn,
insbesondere einer Papier-, Karton- oder einer anderen Faserstoffbahn.
Die Trockengruppe umfasst mindestens zwei benachbarte, beheizbare
Trockenzylinder mit einer dazwischen liegenden Leitwalze und ein
erstes Trockensieb. Die Materialbahn ist in Kontakt mit den mindestens
zwei beheizbaren Trockenzylindern und ist abwechselnd um die Trockenzylinder
und die Leitwalze geführt. Das erste Trockensieb umschlingt
zusammen mit der Materialbahn die mindestens zwei benachbarten,
beheizbaren Trockenzylinder auf einem Winkel von je mindestens 180°.
Die Drehachsen der mindestens zwei benachbarten, beheizbaren Trockenzylinder
liegen in einer ersten Ebene, wobei die durch die Drehachse des
ersten Trockenzylinders verlaufende Senkrechte zur ersten Ebene
einen Abstand L1 zur durch die Drehachse der dazwischen liegenden
Leitwalze verlaufenden Senkrechten zur ersten Ebene E2 aufweist
und die durch die Drehachse des zweiten Trockenzylinders verlaufende
Senkrechte zur ersten Ebene einen Abstand L2 zur durch die Drehachse
der dazwischen liegenden Leitwalze verlaufenden Senkrechten aufweist
und wobei die Abstände L1 und L2 unterschiedlich groß sind.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Trockenpartie einer Papiermaschine
zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Papier-,
Karton- oder einer anderen Faserstoffbahn, wobei die Trockenpartie mindestens
eine gattungsgemäße Trockengruppe umfasst.
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Solche
Trockengruppen und Trockenpartien sind bekannt. So beschreibt das
Dokument
DE4015942
C1 eine Ein-Sieb-Trockengruppe für eine Papiermaschine
mit mehreren beheizbaren Trockenzylindern und mehrere Umlenkwalzen über
die ein endloses Stützband zusammen mit der zu trocknenden
Bahn läuft. Die Umlenkwalzen sind in beweglichen Lagern abgestützt,
so dass der Abstand zwischen jeder Umlenkwalze und dem vorhergehenden Trockenzylinder
veränderbar ist. Der Vorteil dieser Lösung besteht
darin, dass dieser Abstand sehr klein gemacht werden kann und somit
die Runability der Papierbahn verbessert wird.
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Die
bekannten Trockengruppen haben den Nachteil, dass die installierte
Trockenzylinderoberfläche nur zu einem Bruchteil zur Trocknung
der Materialbahn genutzt werden kann.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Wirkungsgrad einer Trockenzylinder
umfassenden Trockengruppe hinsichtlich der Trocknungsleistung durch
eine bessere Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Trockenzylinderoberfläche
verbessern.
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Die
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Danach ist eine Trockengruppe zum Trocknen einer Materialbahn, insbesondere
einer Papier-, Karton- oder einer anderen Faserstoffbahn vorgesehen,
umfassend mindestens zwei benachbarte, beheizbare Trockenzylinder
mit einer dazwischen liegenden Leitwalze und einem ersten Trockensieb,
wobei die Materialbahn in Kontakt mit den mindestens zwei beheizbaren
Trockenzylindern abwechselnd um die Trockenzylinder und die Leitwalze geführt
ist und das erste Trockensieb zusammen mit der Materialbahn die
mindestens zwei benachbarten, beheizbaren Trockenzylinder auf einem
Winkel von je mindestens 180° umschlingt und wobei die
Drehachsen der mindestens zwei benachbarten, beheizbaren Trockenzylinder
in einer ersten Ebene liegen und die durch die Drehachse des ersten
Trockenzylinders verlaufende Senkrechte zur ersten Ebene einen Abstand
L1 zur durch die Drehachse der dazwischen liegenden Leitwalze verlaufenden
Senkrechten zur ersten Ebene aufweist und die durch die Drehachse
des zweiten Trockenzylinders verlaufende Senkrechte zur ersten Ebene
einen Abstand L2 zur durch die Drehachse der dazwischen liegenden Leitwalze
verlaufenden Senkrechten aufweist und wobei die Abstände
L1 und L2 unterschiedlich groß sind. Erfindungswesentlich
ist, dass die Leitwalze so angeordnet ist, dass der Betrag der Bedingung
(L1 – L2)/2 größer als 150 mm ist.
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Die
Erfinder haben erkannt, dass die nutzbare Trocknungsfläche
der Trockenzylinder erhöht werden kann, wenn die Leitwalze
so angeordnet ist, dass eine bestimmte Mindestverschiebung der Leitwalze in
oder gegen die Laufrichtung der Papiermaschine möglich
ist. Durch eine Verschiebung, beispielsweise in Laufrichtung der
Materialbahn, nimmt zwar der Umschlingungswinkel der Materialbahn
eines ersten benachbarten Trockenzylinders ab, jedoch wird gleichzeitig
der Umschlingungswinkel des zweiten benachbarten Trockenzylinders
um ein größeres Maß erhöht,
so dass die Abnahme überkompensiert und somit die zur Verfügung
stehenden Trockenzylinderoberfläche besser ausgenutzt wird.
Somit lässt sich die Kontaktlänge der Materialbahn
auf den Trockenzylindern erhöhen. In der Praxis lassen
sich dadurch Leistungssteigerungen pro Trockenzylinder von 10 bis
15% erreichen.
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Die
Bedingung (L1 – L2)/2 beschreibt das Maß der Verschiebung
der Position der Leitwalze relativ zur symmetrischen Anordnung zwischen
den Trockenzylindern. Ein positiver Wert bedeutet eine Verschiebung
in Laufrichtung der Papiermaschine, ein negativer Wert entgegen
der Laufrichtung.
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Der
Durchmesser der Leitwalze liegt vorzugsweise über 1400
mm.
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Die
Durchmesser der Trockenzylinder betragen insbesondere mehr als 1700
mm.
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Die
erste Ebene verläuft vorzugsweise horizontal.
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Die
Erfindung wirkt sich insbesondere bei hohen Papiermaschinengeschwindigkeiten
von über 1200 m/min vorteilhaft aus. In diesen Fällen
ist es zweckmäßig, wenn in den Taschen, die durch
die Trockenzylinder, die Leitwalze und das Trockensieb gebildet
werden, Stabilisatoren zur Stabilisierung des Bahnlaufes vorgesehen
sind. Diese können als Saugkästen oder Unterdruckkästen
ausgeführt sein.
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Vorteilhafterweise
ist der Betrag der Bedingung (L1 – L2)/2 größer
als 200 mm, insbesondere größer als 400 mm.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Trockengruppe einreihig
ausgeführt. Das Trockensieb umschlingt bei dieser Anordnung
zusammen mit der Materialbahn die Trockenzylinder und die dazwischen
liegende Leitwalze, wobei die Materialbahn zwischen den Trockenzylindern
und dem Trockensieb geführt ist. Im Bereich der Leitwalze
liegt die Materialbahn dagegen außen. Die Materialbahn
wird somit ständig durch das Trockensieb gestützt.
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In
einer praktischen Ausführung liegt die durch die Drehachsen
der Trockenzylinder bestimmte erste Ebene über der Leitwalze.
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In
einer weiteren praktischen Ausführung liegt die durch die
Drehachsen der Trockenzylinder bestimmte erste Ebene unter der Leitwalze.
Dieser Fall entspricht einer einreihigen, invertierten Trockengruppe.
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Bei
einreihigen Trockengruppen ist die Leitwalze vorzugsweise als Saugwalze
ausgeführt und an eine Unterdruckquelle anschließbar.
Das Trockensieb umschlingt dabei die Leitwalze in direktem Kontakt.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Trockengruppe
zweireihig ausgeführt. Dabei sind unter der ersten Ebene
liegend weitere Trockenzylinder als Leitwalzen angeordnet, die von
der Materialbahn in direktem Kontakt umschlungen sind. Den unteren Trockenzylindern
ist ein zweites Trockensieb zugeordnet, das die Materialbahn ebenfalls
an die Trockenzylinderoberfläche presst. Die Materialbahn
wird zwischen den in der ersten Ebene und den darunter angeordneten
Trockenzylindern im frei Zug, das heißt ungestützt
geführt. Die Trockenzylinder sind beheizbar ausgeführt.
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Von
Vorteil ist, wenn die Position der Leitwalze so gewählt
ist, dass die Bedingung (L1 – L2)/2 positiv ist, das heißt
einen positiven Wert ergibt. Dies ist für eine Verlagerung
der Position der Leitwalze in Laufrichtung der Materialbahn der
Fall. Daraus ergibt sich eine bessere Runability, da im Falle eines
Bahnabrisses eine leichtere Ausschussabfuhr durch den größeren
Abstand der Leitwalze zum Schaber des Trockenzylinders möglich
ist und somit eine zuverlässige Schaberarbeit gewährleistet
ist.
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In
einer praktischen Variante ist die Position der Leitwalze so gewählt
ist, dass die Bedingung (L1 – L2)/2 negativ ist. Dies ist
für eine Verlagerung der Position der Leitwalze entgegen
der Laufrichtung der Materialbahn der Fall. Dadurch kann zusätzlich
zur besseren Ausnutzung der Trockenzylinderoberfläche,
ein stabilisierender Effekt bezüglich des Laufes der Materialbahn
erzielt werden.
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Aus
Kostengründen ist es vorteilhaft, wenn die Leitwalze unverschiebbar
befestigt ist.
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Gemäß einer
praktischen Ausführungsform umfasst die Trockengruppe mindestens
3, insbesondere 4 oder mehr benachbarte Trockenzylinder, wobei mindestens
zwei der jeweils dazwischen angeordneten Leitwalzen, entsprechend
der Erfindung, versetzt angeordnet sind. Dies bedeutet, dass ein
Teil der zwischen den Trockenzylindern angeordneten Leitwalzen symmetrisch,
das heißt nicht versetzt angeordnet sind.
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Vorteilhaft
ist, wenn die Leitwalze bzw. die Leitwalzen einen Abstand H zur
ersten Ebene aufweisen, wobei der Abstand H größer
ist als das 0,8fache des Mittelwertes, der aus dem Durchmesser des
Trockenzylinders und dem Durchmesser der Leitwalze gebildet wird.
Dadurch kann die erfindungsgemäße Wirkung verstärkt
werden. Insbesondere für diesen Fall sind Stabilisatoren
zur Stabilisierung des Bahnlaufes sinnvoll.
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Ferner
ist es zweckmäßig, wenn der Abstand H, für
Durchmesser der Leitwalzen von mindestens 1400 mm, im Bereich von
größer als das 0,95fache des Mittelwertes und
kleiner als das [1,0 + 0,25 × Betrag aus (L1 – L2)/2]-fache
des Mittelwertes in Meter ist, und für Durchmesser der
Leitwalzen von weniger als 1400 mm im Bereich von größer
als das 1,1fache des Mittelwertes in Meter und kleiner als das [1,2
+ 0,3 × Betrag aus (L1 – L2)/2]-fache des Mittelwertes in
Meter ist. Die Abstände L1 und L2 sind dabei in Meter in
die Berechnungsformel einzusetzen. Die Erfinder haben festgestellt,
dass der Abstand H zum Einen einen bestimmten Mindestwert aufweisen
muss, um eine wirksame Umschlingungsvergrößerung
der Materialbahn um den Trockenzylinder zu erhalten und zum Anderen
einen Maximalwert nicht überschreiten sollte, da die Umschlingung
dann wieder abnimmt. Der angegebene Bereich stellt somit einen für
eine optimale Steigerung der Trocknungsleistung optimalen Bereich
für den Abstand H dar. Diese Bereiche gelten vorzugsweise
für einreihige Trockengruppen.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Trockenpartie einer
Papiermaschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere
einer Papier-, Karton- oder einer anderen Faserstoffbahn, umfassend
mindestens eine erfindungsgemäße Trockengruppe.
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Vorteilhafterweise
ist die mindestens eine erfindungsgemäße Trockengruppe
in der Haupttrocknungszone einer Trockenpartie bei einem Trockengehalt
der Materialbahn im Bereich von 50% bis 90%, insbesondere im Bereich
von 65% bis 85%, angeordnet.
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In
diesem Bereich ergeben sich die besten Effizienzsteigerungen in
der Trocknungsleistung.
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In
einer praktischen Ausführungsform ist vorgesehen, dass
mindestens die Hälfte insbesondere mehr als 80% der Leitwalzen
einer Trockenpartie Teil einer erfindungsgemäßen
Trockengruppe sind. Das heißt, mindestens die Hälfte
insbesondere mehr als 80% der Leitwalzen sind asymmetrisch zwischen zwei
Trockenzylindern angeordnet.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist die Trockenpartie einreihig und/oder
einreihig invertiert und/oder zweireihig ausgebildet.
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Die
erfindungsgemäße Trockengruppe kann vorteilhaft
in einer Vor- und/oder Nachtrockenpartie einer Papiermaschine eingesetzt.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen.
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Es
zeigen
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1 eine
bekannte einreihige Trockengruppe
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2 eine
bekannte zweireihige Trockengruppe
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3 eine
erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Trockengruppe
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4 eine
zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Trockengruppe
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5 eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Trockengruppe
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Die 1 zeigt
eine bekannte einreihige Trockengruppe 1 mit vier oben
liegenden, in einer Reihe angeordneten Trockenzylindern 2.
Zwischen den Trockenzylindern 2 der Trockengruppe 1 sind
drei Leitwalzen 4, welche als Saugwalzen ausgeführt sind,
angeordnet. Das Trockensieb 101 ist mäanderförmig
und abwechselnd um die Trockenzylinder 2 und die Leitwalzen 4 geführt.
Die Materialbahn 10 wird von einer vorausgehenden Bespannung 100 an den
ersten Trockenzylinder 2 der Trockengruppe 1 übergeben
und im weiteren Verlauf durch das Trockensieb 101 an die
beheizbaren Trockenzylinder 2 gedrückt. Die Materialbahn 10 durchläuft
die Trockengruppe 1 ständig gestützt,
das heißt ohne freien Zug. Nach dieser Trockengruppe 1 wird
die Materialbahn 10 vom Trockensieb 101 im Bereich
der Gruppentrennung an den ersten Trockenzylinder der nachfolgenden
Trockengruppe oder einer anderen Sektion der Papiermaschine übergeben.
Zwischen den Trockenzylindern 2 sind zur Stabilisierung
des Materialbahnlaufes Unterdruckkästen 106 als
Stabilisatoren vorgesehen. Zur Vermeidung des Einpackens der Trockenzylinder 2,
beispielsweise während eines Abrisses der Materialbahn 10,
sind den Trockenzylindern 2 Schaber 105 zugeordnet.
Die Leitwalzen 4 sind symmetrisch zu den benachbarten Trockenzylindern 2 angeordnet.
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In
der 2 ist eine bekannte zweireihige Trockenpartie 1 dargestellt.
Sie umfasst vier oben liegende, in einer Reihe angeordnete Trockenzylinder 2 als
auch vier unten liegende, in einer Reihe angeordnete Trockenzylinder 4.1.
Jeder Trockenzylinderreihe ist ein Trockensieb 103, 104 zugeordnet.
Diese Trockensiebe 103, 104 sind über
die Trockenzylinder 2, 4.1 der entsprechenden
Trockenzylinderreihen und über Siebleitwalzen 5 geführt.
Die Materialbahn 10 hat abwechselnd mit den Trockenzylindern 2, 4.1 der oberen
und unteren Trockenzylinderreihe direkten Kontakt. Dazwischen verläuft
sie frei und ungestützt.
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In
der 3 ist eine erste Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen einreihigen Trockengruppe 1 dargestellt.
Die Bezugszeichen entsprechen denen in der 1, als auch
die Beschreibung der Trockengruppe 1. Die Ausführung
der Trockengruppe 1 unterscheidet sich von der bekannten
Ausführungsform in 1, dadurch,
dass die als Saugwalzen ausgeführten Leitwalzen 4 in
Laufrichtung 11 der Materialbahn 10 um mehr als
150 mm zur symmetrischen Anordnung versetzt angeordnet sind. Daraus resultiert
eine etwas geringere Umschlingung des der jeweiligen Leitwalze 4 vorgeordneten
Trockenzylinders 2, jedoch eine wesentlich größere
Umschlingung des der entsprechenden Leitwalze 4 nachgeordneten
Trockenzylinders 2. Die Leitwalzen weisen einen Durchmesser
von mehr als 1400 mm und die Trockenzylinder 2 einen Durchmesser
von mehr als 1700 mm auf. In den Taschen zwischen den Trockenzylindern 2 sind
Unterdruckkästen 106 zur Stabilisierung des Materialbahnlaufes
angeordnet. Den Trockenzylindern 2 sind ebenfalls Schaber 105 zugeordnet.
Diese Ausführungsform der Erfindung weist einen großen
freien Bereich zwischen den Schabern 105 und dem abwärts
laufenden Trockensieb 101 auf. Dadurch können
Bahnreste bei einem Abriss ungehindert abgeführt werden.
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Die 4 zeigt
eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Trockengruppe 1. Die Trockengruppe 1 ist als zweireihige
Trockengruppe ausgeführt. Im Unterschied zur bekannten
Anordnung der 2 sind die als Trockenzylinder
ausgeführten Leitwalzen 4.1 in Laufrichtung 11 der
Materialbahn 10 um mehr als 150 mm zur symmetrischen Anordnung versetzt
angeordnet. Daraus resultiert eine etwas geringere Umschlingung
des des jeweiligen Trockenzylinders 4.1 vorgeordneten Trockenzylinders 2,
jedoch eine wesentlich größere Umschlingung des
des entsprechenden Trockenzylinders 4.1 nachgeordneten Trockenzylinders 2.
Auch bei dieser Variante lässt sich eine zuverlässigere
Bahnresteabfuhr erreichen.
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Die 5 zeigt
eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Trockengruppe 1. Auf
die Darstellung der Trockensiebe wurde zugunsten der Übersichtlichkeit verzichtet.
In der 5 ist die kleinste Trockengruppe 1 entsprechend
der Erfindung aufgezeigt. Sie besteht aus zwei Trockenzylindern 2 mit
einer dazwischen angeordneten Leitwalze 4. Die Drehachsen der
zwei benachbarten, beheizbaren Trockenzylinder liegen in einer ersten
Ebene E2. Die Materialbahn 10 ist mäanderförmig
und abwechselnd um die benachbarten, beheizbaren Trockenzylinder 2 und
die Leitwalze 4 geführt und umschlingt die Trockenzylinder 2 auf
einem Winkel von je mindestens 180°. Die durch die Drehachsen
der Trockenzylinder 2 und der Leitwalze 4 verlaufenden
Senkrechten zur ersten Ebene E2 haben die Abstände L1 und
L2 bzw. (L1 + L2). Im vorliegenden Beispiel beträgt L1
= 1350 mm und L2 = 1050 mm. Somit beträgt die Asymmetrie
150 mm. Dies entspricht dem Maß, um das die Leitwalze 4 aus der
symmetrischen Position heraus in Laufrichtung 11 der Materialbahn 10 versetzt
angeordnet wurde. Die symmetrische Position liegt bei dieser Geometrie bei
L1 = L2 = 1200 mm. Die Leitwalze 4 weist einen Abstand
H zur ersten Ebene E2 auf. Bei mehreren Leitwalzen 4 liegen
deren Drehachsen vorzugsweise in einer Ebene E4, welche zweckmäßigerweise
in einem Abstand H parallel zur Ebene E2 liegt. Entsprechend der
Erfindung weist der Abstand H ein Mindestmaß auf, das abhängig
vom Durchmesser der Trockenzylinder ist. Bei einem Durchmesser des
Trockenzylinders 2 von 1800 mm und bei einem Durchmesser
der Leitwalze 4 von 1500 mm liegt der Abstand H zwischen
1,567 m und 1,711 m.
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Die
Verhältnisse der 5 gelten
auch für die in den 3 und 4 dargestellten
Ausführungen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Trockengruppe
- 2
- Trockenzylinder
- 3
- Trockenzylinder
- 4
- Leitwalze
- 4.1
- Leitwalze/Trockenzylinder
- 5
- Siebleitwalze
- 10
- Materialbahn
- 11
- Laufrichtung
- 100
- vorausgehende
Bespannung
- 101
- Trockensieb
- 102
- nachfolgende
Bespannung
- 103
- Trockensieb
- 104
- Trockensieb
- 105
- Schaber
- 106
- Unterdruckkasten
- L1
- Abstand
- L2
- Abstand
- D2
- Durchmesser
des Trockenzylinders
- D4
- Durchmesser
der Leitwalze
- H
- Abstand
zwischen E2 und E4
- E2
- Ebene
- E4
- Ebene
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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